通过一种脉冲钛蓝宝石激光器抽运铷蒸汽激光器，研究了抽运铷蒸汽激光器的动力学特性。铷蒸汽泡在室温下充满70 kPa甲烷和6 atm氦气。激光器的平均输出功率为208 mW，从吸收的779.8 nm泵浦光到795 nm激光的转换效率为19%。该激光器的峰值功率为693 W，重复率为3 kHz, 脉冲宽度(FWHM)100 ns。实验表明，在高泵浦光强DPALs中，Rb-He-CH4混合物的再吸收将是一个重要的限制。可以推导出在418 K时(缓冲气体：70 kPa甲烷和6 atm氦气，室温)，泵浦源LDs的线宽为0.9 nm时，Rb-He-CH4系统的泵浦强度阈值大于200.6 kW/cm2。

自行研制出一种基于多程腔(MPC)技术的长纳秒脉冲532 nm Nd∶YAG调Q激光器。在重复频率为10 kHz时,采用MPC技术,将激光脉冲宽度从可调范围110~260 ns扩展到460~600 ns。在最短脉冲宽度为460 ns时,532 nm激光的输出功率为6.5 W。理论模拟了532 nm激光输出功率和脉冲宽度随基频激光功率的变化曲线,理论值与实验数据较好地吻合。这种长纳秒脉冲532 nm 绿光激光器对于工业和科学研究具有重要意义,如一些新材料的激光损伤特性研究。

地基光学望远镜对天观测时, 大气湍流扰动引起星光波前畸变将导致其实际分辨率远低于物理极限, 这是急需解决的科学技术问题。采用钠信标激光激发海拔 80～105 km 大气电离层中的钠原子可产生高亮度的钠导引星, 可作为信标探测大气对光波的扰动, 再利用自适应光学技术进行校正, 能使望远镜克服大气扰动影响, 获得近衍射极限的分辨率。介绍了钠信标激光的特性与国内外研究进展, 尤其是中国科学院理化技术研究所激光物理与技术研究中心研制的钠 D2 线双峰谱型匹配的微秒脉冲钠信标激光器及其在大型望远镜上的应用情况。

为了提高皮秒可见光参量产生/放大器(OPG/OPA)的转换效率及输出能量, 采用走离补偿结构和镜片膜系特殊设计等方法进行了实验验证。研究了在不同的抽运能量下OPA信号光的光束质量因子M2的演化过程和信号光在430nm~680nm内的调谐输出性能。结果表明, 在6.9mJ的355nm抽运能量下, 最高获得了2.7mJ的510nm信号光能量输出, 对应的光光转换效率为39.1%, 光子转换效率为56.2%;该方法可以有效提高OPG/OPA的输出能量和转换效率。该研究对紫外和深紫外晶体的表征是有帮助的。

自行研制出钛宝石晶体抽运的波长为532 nm的全固态高功率激光器,实现了高功率、高转换效率的可调谐钛宝石激光输出。使用3列重复频率为1 kHz的激光二极管阵列对称式抽运Nd∶YAG晶体,通过调Q及腔内倍频,获得功率为37.8 W、波长为532 nm的抽运光,每个激光二极管的抽运脉冲包络内包含5个调Q脉冲,单脉冲宽度为90 ns,重复频率为5 kHz。采用该绿光抽运钛宝石晶体,获得733.5~871.1 nm波长范围内的连续调谐激光,在771 nm处获得的输出功率最大,为8.26 W,光-光转换效率高达42%,脉冲宽度为14 ns,30 min内输出功率稳定性优于±4.4%。

对低温下885 nm抽运Nd∶YAG晶体946 nm准三能级激光性能进行了研究。将激光上、下能级的玻尔兹曼分布分数f1、f2作为温度的函数引入到激光速率方程中，定性分析了低温下小信号增益和激光阈值的变化规律。利用搭建的低温冷却系统研究了不同晶体温度下946 nm激光的输出性能，在210 K时获得了最大165 mW的激光输出，斜效率为36%，相比于常温下斜效率提高了71%。观察并分析了低温下1061 nm增益增强的现象，当温度低于190 K时，1061 nm激光增益显著提高，与946 nm激光形成竞争，导致946 nm激光输出降低。

In this Letter, ceramic Nd:YAG is charactrizeby electron spin resonance (ESR) measurements. The ESR results indicate that the polycrystalline ceramic Nd:YAG has barely native defects and impurity ions localization defects, compared to an Nd:YAG crystal with the same Nd doping concentration, due to its density structure by sintering in a vacuum pure raw material and additives during the fabrication. It may conclude that the high quality ceramic Nd:YAG may have greater ability on optical characteristic, mechanical performance, and laser damage than that of the crystals, which is a promising candidate to use on laser diode-pumped solid-state lasers.

望远镜是人类探索宇宙奥秘最重要的科学工具之一。大型地基光学望远镜对天观测时，大气扰动使星光波前畸变导致其实际分辨率大幅下降，是长期困扰高精度天文观测的重大科技问题。因此世界各大望远镜均在竞相发展自适应光学技术，以校正大气造成的波前畸变，使望远镜达到近衍射极限分辨率，这标志着地基光学望远镜正在进入自适应光学望远镜时代。激光钠导引星是用激光激发海拨约90 km电离层中的钠原子产生的人造亮星，作为自适应光学校正的信标源，是自适应光学望远镜的核心技术之一。文中介绍了激光钠导引星技术的原理、方法与国内外发展状况，尤其是该实验室采用的固体激光和频技术，实现了钠D2线光谱匹配和钠层激发匹配的微秒脉冲钠导引星激光，并在国内外大望远镜上使用获得成功。